月球“晚年”仍有火山喷发

         传统观点认为，月球在30亿年前就已“休眠”、火山活动基本停止，然而科学家通过研究嫦娥五号和嫦娥六号带回的月壤，推翻了这一观点，证实月球在“晚年”依然发生了火山喷发。那么，究竟是什么热动力机制支撑着月球在“晚年”仍保持活力呢？记者日前从中国科学院获悉，我国科学家对嫦娥六号月球样品开展了系统性研究，成功揭示了月球年轻火山活动的源区特征与热驱动机制，为这一问题提供了答案。相关成果发表在23日出版的国际学术期刊《科学进展》上。

         这项研究由中国科学院广州地球化学研究所副研究员汪程远与徐义刚院士团队，联合香港大学博士钱煜奇等共同完成。

         汪程远介绍，研究团队在嫦娥六号样品中识别出两类形成时间相近（约28亿和29亿年前）但成分和来源深度迥异的玄武岩。其中，一类是源自月幔深处（超过120公里）的超低钛玄武岩；另一类低钛玄武岩则来自较浅的月幔（60至80公里）。“通过模拟月球内部的高温高压环境，我们发现，这两类岩石来自月球早期岩浆海洋冷却后形成的两种不同岩层——普通的辉石岩层和含钛铁矿的辉石岩层。”

         传统观点曾推测，月球晚期火山活动可能与源区富水或富含放射性生热元素有关，但嫦娥五号、嫦娥六号样品均否定了这些假说：它们的源区既“干燥”又缺乏放射性生热元素。汪程远说：“基于对嫦娥六号样品两类玄武岩的对比，我们团队提出了一个新的热动力机制：随着月球冷却，其岩石圈不断增厚，深部岩浆难以直接喷出，只能滞留在月幔浅部辉石岩层的底部。这些‘被卡住的’岩浆可向上传导热量，从而触发浅部月幔部分熔融，导致火山喷发。”

         为进一步验证该模型，团队还分析了全月球遥感数据，发现约30亿年前后月球火山活动的热动力机制发生明显转变：30亿年前热源复杂多样，可能包括放射性物质、潮汐力和陨石撞击等；30亿年之后则趋于单一，自下而上的热传输机制占据主导，使得年轻时期的月球火山活动源区集中在浅部月幔。

         研究人员对全月球遥感数据的进一步分析显示，月球正面的晚期火山岩石化学特征基本与嫦娥五号玄武岩相近，而背面则大多接近嫦娥六号的超低钛玄武岩。这表明月球正面和背面的月幔组成可能存在差异，即正面月幔浅部含钛铁矿较多，而背面则相对较少。这一发现为理解月球的不对称演化提供了新线索。